滇西北羊拉大型銅礦床深部高品位銻礦體的發現及意義

王新富, 李 波, 劉月東, 葉 霖, 劉鳳澤,尹佳明, 黃智龍, 胡登攀

滇西北羊拉大型銅礦床深部高品位銻礦體的發現及意義

王新富1, 2, 李 波1*, 劉月東3, 葉 霖4, 劉鳳澤3,尹佳明5, 黃智龍4, 胡登攀5

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院, 云南 昆明 650093; 2. 云南大學 地球科學學院,云南 昆明 650500; 3. 云南迪慶礦業開發有限責任公司, 云南 香格里拉 674400; 4. 中國科學院 地球化學研究所, 礦床地球化學國家重點實驗室, 貴州 貴陽 550081; 5. 云南銅業礦產資源勘查開發有限公司, 云南 昆明 650000)

金沙江成礦帶礦產資源以銅、鉛、鋅礦為主, 之前尚未發現具有經濟價值銻礦床。云南羊拉銅礦床為該成礦帶內的代表性大型銅多金屬礦床, 近期在其深部新發現高品位銻礦體, 在金沙江銅多金屬成礦帶內屬首次報道。該類銻礦體主要呈似層狀和不規則脈狀及團塊狀產出, 空間形態嚴格受NE向斷裂及其節理裂隙的控制。已控制的銻礦體長約300 m, 厚3～15 m, 礦石品位變化范圍為11.14%～21.17%, 局部富集地段礦石品位可達45.75%, 初步估算新發現銻礦體可達到中型礦床規模。研究表明, 該礦床銻礦成礦作用與銅礦成礦作用差異明顯, 對新發現銻礦體和已知銅礦體的成因聯系研究, 不僅可以豐富完善羊拉銅礦床成礦理論, 亦可開拓礦區深部與外圍銻資源地質勘探的思路。

銻礦體; 高品位; 羊拉銅礦床; 滇西北

0 引 言

銻(Sb)廣泛應用于催化劑、阻燃劑、新能源電池等領域, 是高科技領域和新興產業的必需戰略性金屬礦產資源之一(鄭有業等, 2022)。全球銻資源主要分布在中國、俄羅斯、玻利維亞、吉爾吉斯斯坦等國家和地區(United States Geological Survey, 2022), 而我國銻資源主要分布在湖南、廣西、西藏、貴州等地(王巖等, 2021)。我國西南“三江”地區的銻礦床主要產出于金沙江成礦帶西側的昌都盆地和蘭坪?思茅盆地內, 而金沙江成礦帶則以銅、鉛、鋅礦產著稱, 之前尚未發現具有經濟價值銻礦床(李文昌等, 2010)。羊拉大型銅礦床位于金沙江銅多金屬成礦帶內(圖1), 學者們已開展研究工作, 積累了豐富的研究成果(Zhu et al., 2015; Li et al., 2021; 黃智龍等, 2022)。近期, 筆者所在研究團隊于羊拉礦床深部發現單獨產出的高品位銻礦體, 該發現在金沙江成礦帶內尚屬首次, 具有重要的科學研究價值和經濟價值。

圖1 西南“三江”地區構造單元簡圖(a; 據Zhu et al., 2015修改)和羊拉銅礦床地質簡圖(b;據Li et al., 2021修改)

1 銻礦體地質特征

新發現的銻礦體位于里農礦段3250 m中段的39#、43#和45#穿脈, 產出于泥盆系里農組二段(D2+32)灰白色大理巖內的后期斷裂內。礦體主要呈似層狀、不規則脈狀及團塊狀產出, 其空間形態嚴格受NE向斷裂及其節理裂隙的控制(圖2), 總體走向NE30°～55°, 傾向NW、傾角38°～55°。已控制的銻礦體長約300 m, 厚3～15 m, 礦石平均品位11.14%～21.17%, 局部富集地段銻礦石品位可達45.75%。目前該銻礦體的走向延長、垂向延深均未完全控制, 根據已有探礦工程預測, 新發現銻礦體的資源量超過1萬噸, 已達到中型礦床規模。

圖2 羊拉銅礦床3250 m中段45#穿脈坑道素描圖

已有研究表明, 羊拉銅礦床的矽卡巖型銅礦石中含極少量輝銻礦, 粒徑0.01～0.8 mm, 與磁黃鐵礦共生, 主要呈長柱狀、針狀、它形粒狀充填于磁黃鐵礦裂隙內(云南省地質調查院, 2004)。不同于前人報道的銻礦化, 本次新發現為工業銻礦體, 其礦石礦物主要為輝銻礦(圖3), 含少量方鉛礦、黃鐵礦, 靠近斷裂帶附近可見少量銻華; 而脈石礦物主要為石英(圖3), 其次為方解石。筆者初步研究(課題組未發表數據)表明, 輝銻礦δ34S值介于10.42‰～ 19.15‰之間, 平均13.73‰(=6), 呈現正值和強烈富集重硫特征, 且明顯高于矽卡巖型銅礦石中硫化物的硫同位素組成, 指示銻成礦流體中的硫可能主要來源于礦區賦礦圍巖, 屬上地殼源硫。輝銻礦206Pb/204Pb=18.532～18.785(平均18.680),207Pb/204Pb= 15.780～15.980(平均15.914),208Pb/204Pb=38.907～ 39.403(平均39.221)(=6), 指示銻成礦體系中的成礦金屬鉛主要來源于上地殼, 屬上地殼源鉛。羊拉礦床矽卡巖銅礦石中硫化物δ34S值主要為?6.90‰～3.30‰, 平均?0.17‰(=122), 明顯具塔式分布特征, 集中分布于零值附近, 指示銅成礦流體中的硫主要來源于礦區巖漿巖(Zhu et al., 2015; Li et al., 2021; 黃智龍等, 2022); 銅礦石中硫化物206Pb/204Pb=17.985～19.039, 平均18.350;207Pb/204Pb= 15.434～15.737, 平均15.651;208Pb/204Pb=37.833～ 38.799, 平均38.541(=41); 指示銅成礦流體中鉛主要來源于礦區巖漿巖和賦礦地層的雙重貢獻(Zhu et al., 2015; Li et al., 2021; 黃智龍等, 2022)。因此, 羊拉礦床銻礦石中的硫和鉛來源明顯不同于矽卡巖型銅礦石。此外, 輝銻礦中流體包裹體均一溫度為172.2 ℃(1個測溫數據; 圖4)、共生脈石礦物石英中流體包裹體均一溫度為138.5～165.4 ℃(5個測溫數據; 圖4), 亦明顯低于矽卡巖型銅礦體的主成礦期溫度(均一溫度為148～398 ℃, 平均269 ℃; 陳思堯等, 2013)。且銻礦體遠離花崗閃長巖體, 空間產出嚴格受斷裂構造的控制。上述證據均顯示銻礦成礦作用有別于銅礦成礦作用。此外, 礦田構造體系亦反映其成礦時代可能為燕山期?喜馬拉雅期, 故筆者推測該銻礦體可能是構造動力條件下中低溫熱液成礦作用的產物, 但還需要同位素年代學的精確制約。

(a) 厚層狀富銻礦礦體; (b) 斷裂破碎帶內呈不規則脈狀銻礦體; (c) 大理巖內的網脈狀、角礫狀銻礦石, 膠結物為輝銻礦; (d) 致密塊狀銻礦石, 礦石礦物主要為輝銻礦, 脈石礦物極少(石英、方解石)(No.45-r13); (e) 塊狀銻礦石, 礦石礦物為輝銻礦, 少量銻華; 脈石礦物為石英和方解石(No.45-r14); (f) 顯微鏡下輝銻礦和石英呈共邊結構(No.45-r17); (g) 掃描電鏡下輝銻礦和石英呈共邊結構, 顯示為同時結晶而成, 且石英呈明顯的自形晶粒狀結構(No.45-r22); (h)掃描電鏡下脈石礦物和礦石礦物界線截然, 兩者為同時形成; 能譜圖顯示礦石礦物為輝銻礦, 脈石礦物為石英(No.45-r18)。

圖4 羊拉銅礦床輝銻礦(a)及脈石礦物石英(b)中的流體包裹體

2 地質意義

金沙江成礦帶分布有羊拉大型銅礦床、通吉格中型銅礦床、拖頂中型銅礦床、納交系中型鉛鋅礦床和三家村中型鉛鋅礦床等(李文昌等, 2010), 本次新發現的銻礦體, 在金沙江成礦帶內為一種獨特的礦化類型。對羊拉銅礦床深部銻礦體和已知銅礦體成因聯系的深入研究, 不僅可以豐富和完善羊拉銅礦床的成礦模式, 而且可為探討金沙江成礦帶的成礦作用演化提供重要支撐。

此外, 銻礦體的深部延深、礦區內其他地段及其外圍地區是否也可能形成銻礦體, 成為礦山企業所急需解決的現實問題。1∶20萬水系沉積物地球化學特征(曾普勝等, 2015)顯示, 羊拉礦區北部的羊拉鄉和南部的加仁存在明顯的銻異常, 可能預示著具備形成銻礦的潛力。對羊拉礦床新發現銻礦體成礦時代及成因的研究, 亦可助推礦區深部和外圍的銻礦找礦勘探。

致謝:北京大學許成教授和中國地質科學院礦產資源研究所張長青研究員對本文進行了認真審閱, 并提出了建設性修改意見, 在此致以特別謝意！

陳思堯, 顧雪祥, 程文斌, 鄭硌, 韓思宇, 彭義偉. 2013. 云南羊拉銅礦床成礦流體特征及成礦過程. 地學前緣, 20(1): 82–91.

黃智龍, 李波, 鄒國富, 杜麗娟, 劉月東, 畢獻武, 唐果, 朱經經, 楊喜安, 羅誠, 劉家軍, 李建飛, 王新富, 周家喜, 陳軍, 方中有, 劉小青, 李紅飛, 劉鳳澤, 楊一帆, 李在早. 2022. 滇西羊拉大型銅礦床成礦與預測. 北京: 科學出版社: 1–439.

李文昌, 潘桂棠, 侯增謙, 莫宣學, 王立全, 丁俊, 徐強, 李興振, 李定謀, 杜德勛, 江新勝, 胡云中, 呂慶田, 楊偉光, 盧映祥, 范玉華, 楊夕輝, 沈上越, 徐啟東, 朱勤文, 周耀軍, 李曉明, 郭遠生, 張翼飛, 羅君烈, 任治機, 曾普勝, 楊岳清, 汪民杰, 尹光侯. 2010. 西南“三江”多島弧盆?碰撞造山成礦理論與勘查技術. 北京: 地質出版社: 232–238.

王巖, 王登紅, 王永磊, 黃凡. 2021. 基于地質大數據的中國銻礦空間分布規律定量研究. 中國地質, 48(1): 52–67.

云南省地質調查院. 2004. 云南省德欽縣羊拉銅礦里農礦段首采區勘探報告.

曾普勝, 尹光侯, 李文昌, 朱俊, 余海軍, 王彥斌, 王勇, 李紅, 胡永斌. 2015. 金沙江造山帶德欽?羊拉礦集區構造–巖漿–成礦系統. 北京: 地質出版社: 1–229.

鄭有業, 王達, 易建洲, 余澤章, 蔣宗洋, 李曉霞, 史功文, 許劍, 梁遇春, 豆孝芳, 任歡. 2022. 西藏北喜馬拉雅成礦帶銻金屬成礦作用及找礦方向. 地學前緣, 29(1): 200–230.

Li B, Wang X F, Tang G, Liu Y D, Zou G F. 2021. S-Pb isotopes and tectono-geochemistry of the Lunong ore block, Yangla large Cu deposit, SW China: Implications for mineral exploration., 136: 1–24.

United States Geological Survey. 2022. Mineral Commodity Summaries 2022. U.S. Geological Survey: 1–202.

Zhu J J, Hu R Z, Richards J P, Bi X W, Zhong H. 2015. Genesis and magmatic-hydrothermal evolution of the Yangla skarn Cu deposit, Southwest China., 110(3): 631–652.

Discovery of High Grade Antimony Orebody in the Depth of Yangla Large Cu Deposit, Northwest Yunnan, China, and its Geological Significance

WANG Xinfu1, 2, LI Bo1*, LIU Yuedong3, YE Lin4, LIU Fengze3, YIN Jiaming5, HUANG Zhilong4, HU Dengpan5

(1. Faculty of Land and Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan, China; 2. School of Earth Science, Yunnan University, Kunming 650500, Yunnan, China; 3. Yunnan Diqing Mining Industry Group, Shangri-La 674400, Yunnan, China; 4. State Key Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550081, Guizhou, China; 5. Yunnan Copper Industry Mineral Resources Exploration Development Co. Ltd., Kunming 650000, Yunnan, China)

Mineral resources in the Jinshajiang metallogenic belt are predominated by Cu, Pb, and Zn, and no antimony deposits have been found yet. The Yangla Cu deposit is a representative large Cu-polymetallic deposit in the belt. Recently, high-grade antimony orebodies have been discovered at the depth of the Linong ore section, the Yangla Cu deposit, which is the first report in the Jinshajiang Cu-polymetallic metallogenic belt. The antimony orebodies are mainly stratified, irregular veined and clumped, and their spatial morphology is strictly controlled by NE-trending fracture zone and joints. This newly discovered antimony orebody was about 300 m in length and 3 m to 15 m in thickness. The antimony grades of the ores vary from 11.14% to 21.17%, and can be as high as 45.75% locally. The antimony reserves of the newly discovered antimony orebodies can reach the scale of medium-sized ore deposit. Our preliminary study shows that the antimony mineralization is obviously different from copper in the Yangla deposit. The study of the genetic relationship between antimony and copper can enrich the metallogenic theory of the Yangla Cu deposit, and broaden the geological exploration ideas of antimony in the depth and periphery of the Yangla mining district as well.

antimony orebody; high grade; Yangla Cu deposit; Northwest Yunnan

10.16539/j.ddgzyckx.2022.05.015

2022-10-12;

2022-10-29;

2022-11-03

國家自然科學基金項目(41862007)、云南省萬人計劃青年拔尖人才項目(YNWR-QNBJ-2018-093)和昆明理工大學重點學科建設項目(14078384)聯合資助。

王新富(1990–), 男, 博士后, 從事礦產普查與勘探研究。E-mail: xinfuwang2022@126.com

李波(1981–), 男, 教授, 博士生導師, 從事成礦規律與找礦預測研究。E-mail: libo8105@kust.edu.cn

P612

A

1001-1552(2023)05-1063-006